2021年人教版高中数学必修第一册随堂练习：第5章《5.4.2第2课时单调性与最值》(含答案详解)

第2课时 单调性与最值学习目标核心素养1.掌握y＝sinx，y＝cosx的最大值与最小值，并会求简单三角函数的值域和最值．(重点、难点)2.掌握y＝sinx，y＝cosx的单调性，并能利用单调性比较大小．(重点)3.会求函数y＝Asin(ωx＋φ)及y＝Acos(ωx＋φ)的单调区间．(重点、易混点)1.通过单调性与最值的计算，提升数学运算素养.2.结合函数图象，培养直观想象素养.解析式y＝sinxy＝cosx图象值域[－1,1][－1,1]单调性在＋2kπ，k∈Z上单调递增，在＋2kπ，k∈Z上单调递减在[－π＋2kπ，2kπ]，k∈Z上单调递增，在[2kπ，π＋2kπ]，k∈Z上单调递减最值x＝＋2kπ，k∈Z时，ymax＝1；x＝－＋2kπ，k∈Z时，ymin＝－1x＝2kπ，k∈Z时，ymax＝1；x＝π＋2kπ，k∈Z时，ymin＝－1思考：y＝sinx和y＝cosx在区间(m，n)(其中0＜m＜n＜2π)上都是减函数，9 你能确定m的最小值、n的最大值吗？提示：由正弦函数和余弦函数的单调性可知m＝，n＝π.1．函数y＝－cosx在区间上是(  )A．增函数   B．减函数C．先减后增函数D．先增后减函数C [因为y＝cosx在区间上先增后减，所以y＝－cosx在区间上先减后增．]2．函数y＝sinx的值域为________． [因为≤x≤，所以≤sinx≤1，即所求的值域为.]3．函数y＝2－sinx取得最大值时x的取值集合为________． [当sinx＝－1时，ymax＝2－(－1)＝3，此时x＝2kπ－，k∈Z.]4．若cosx＝m－1有意义，则m的取值范围是________．[0,2] [因为－1≤cosx≤1，要使cosx＝m－1有意义，须有－1≤m－1≤1，所以0≤m≤2.]正弦函数、余弦函数的单调性【例1】 (1)函数y＝cosx在区间[－π，a]上为增函数，则a的取值范围是________．(2)已知函数f(x)＝sin＋1，求函数f(x)的单调递增区间．9 [思路点拨] (1)确定a的范围→y＝cosx在区间[－π，a]上为增函数→y＝cosx在区间[－π，0]上是增函数，在区间[0，π]上是减函数→a的范围．(2)确定增区间→令u＝＋2x→y＝sinu的单调递增区间．(1)(－π，0] [(1)因为y＝cosx在[－π，0]上是增函数，在[0，π]上是减函数，所以只有－π＜a≤0时满足条件，故a∈(－π，0]．](2)[解] 令u＝＋2x，函数y＝sinu的单调递增区间为，k∈Z，由－＋2kπ≤＋2x≤＋2kπ，k∈Z，得－＋kπ≤x≤＋kπ，k∈Z.所以函数f(x)＝sin＋1的单调递增区间是，k∈Z.1．求形如y＝Asin(ωx＋φ)＋b或形如y＝Acos(ωx＋φ)＋b(其中A≠0，ω>0，b为常数)的函数的单调区间，可以借助于正弦函数、余弦函数的单调区间，通过解不等式求得．2．具体求解时注意两点：①要把ωx＋φ看作一个整体，若ω0，ω>0时，将“ωx＋φ”代入正弦(或余弦)函数的单调区间，可以解得与之单调性一致的单调区间；当A0时同样方法可以求得与正弦(余弦)函数单调性相反的单调区间．提醒：复合函数的单调性遵循“同增异减”的规律．1．(1)函数y＝sin，x∈的单调递减区间为________．(2)已知函数y＝cos，则它的单调减区间为________．(1)， (2)(k∈Z) [(1)由＋2kπ≤3x＋9 ≤＋2kπ(k∈Z)，得＋≤x≤＋(k∈Z)．又x∈，所以函数y＝sin，x∈的单调递减区间为－，－，，.(2)y＝cos＝cos，由2kπ≤2x－≤2kπ＋π，k∈Z，得kπ＋≤x≤kπ＋，k∈Z，∴单调递减区间是(k∈Z)．]利用三角函数的单调性比较大小【例2】 利用三角函数的单调性，比较下列各组数的大小．(1)sin与sin；(2)sin196°与cos156°；(3)cos与cos.[思路点拨] →[解] (1)∵－＜－＜－＜，∴sin＞sin.(2)sin196°＝sin(180°＋16°)＝－sin16°，cos156°＝cos(180°－24°)＝－cos24°＝－sin66°，9 ∵0°＜16°＜66°＜90°，∴sin16°＜sin66°，从而－sin16°＞－sin66°，即sin196°＞cos156°.(3)cos＝cosπ＝cos＝cosπ，cos＝cosπ＝cos＝cos.∵0＜＜π＜π，且y＝cosx在[0，π]上是减函数，∴cosπ＜cos，即cos＜cos.三角函数值大小比较的策略(1)利用诱导公式，对于正弦函数来说，一般将两个角转化到内；对于余弦函数来说，一般将两个角转化到[－π，0]或[0，π]内.(2)不同名的函数化为同名的函数.(3)自变量不在同一单调区间化至同一单调区间内，借助正弦、余弦函数的单调性来比较大小.2．(1)已知α，β为锐角三角形的两个内角，则以下结论正确的是(  )A．sinα＜sinβ  B．cosα＜sinβC．cosα＜cosβD．cosα＞cosβ9 (2)比较下列各组数的大小：①cos，cos；②cos1，sin1.(1)B [α，β为锐角三角形的两个内角，α＋β＞，α＞－β，α∈，－β∈，所以cosα＜cos＝sinβ.](2)[解] ①cos＝cos，cos＝cos，因为0＜＜＜π，而y＝cosx在[0，π]上单调递减，所以cos＞cos，即cos＞cos.②因为cos1＝sin，而0＜－1＜1＜且y＝sinx在上单调递增，所以sin＜sin1，即cos1＜sin1.正弦函数、余弦函数的最值问题[探究问题]1．函数y＝sin在x∈[0，π]上最小值是多少？提示：因为x∈[0，π]，所以x＋∈，由正弦函数图象可知函数的最小值为－.2．函数y＝Asinx＋b，x∈R的最大值一定是A＋b吗？提示：不是．因为A>0时最大值为A＋b，若A